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智能红外遥控器开关工作原理

更新时间:2022-02-28    浏览次数:132

红外遥控是目前应用很广泛的通讯和控制手段之一。由于其简单结构、小体积、低功耗、强抗干扰能力、高可靠性、低成本,广泛应用于家电产品、工业控制和智能仪器系统中,但市场上的遥控器大多是针对其特定的遥控对象而设计的,并不能直接应用于通用智能仪器的研发和更通用的控制场合。通常普通家庭使用的电视机、空调、VCD/DVD等家用电器中都会用到红外遥控器,而这些红外遥控器都是为自己的产品设计的,这就导致了普通家庭都有几个遥控器。因此,很有必要重用这些遥控器的功能,以减少遥控器的数量,使其功能更加强大。


电源开关广泛应用于家庭、工厂、仓库、办公室等场所。传统的机械式电源开关存在接触电阻高、易磨损、可靠性低、寿命短等缺点,尤其是当家用电器的遥控器比较多的时候,如果能够用这些遥控器设计一个开关来代替传统的机械式电源开关,不仅节约成本,而且操作起来也很方便。利用电视机等家用电器的遥控器实现开关操作,安装和更换都很方便,可以用来替代家庭中很普及的墙壁开关,从而提高遥控器在家用电器领域的实用价值。


1、工作原理


智能红外遥控器开关主要由红外接收模块、放大整形模块、微控制器模块、开关控制模块和降压电源模块等组成。


智能红外遥控器开关的功能是普通家用电器遥控器,如电视机、VCD/DVD等,可以由用户任意指定为红外遥控器开关的控制键。使用时,用户按下智能红外遥控器开关的“学习”按钮,然后对准遥控开关的红外接收器按下遥控器上指定的开关控制按钮。来自遥控器的红外编码信号由红外接收器接收、放大和整形,然后输入到微控制器,微控制器通过内置的E2PROM记住遥控器指定按钮的编码。然后,当用户下次按下遥控器的指定按钮时,来自遥控器的红外编码信号也被红外接收器放大和整形,然后输入到微控制器。微控制器发出控制信号控制开关控制模块中继电器的通断,从而控制输出电压的通断。


为了保证对各种电器的远程开关控制,控制信号必须稳定、安全,所以在传输的过程中,模块之间的通信信号要足够强,这就需要电路的电源独立给电路的各个部分供电。所以红外遥控器开关还必须有降压电源模块。


2、电路设计


硬件电路设计包括两部分:电源电路设计和解码电路设计。电源电路被设计为向解码电路供电,除了电压稳定外,还要求体积小,成本低。解码电路要求红外编码的可靠地接收和继电器开关的稳定控制。


考虑到解码电路的功耗很小,电源的设计采用电容降压电源。比变压器电源和开关电源的设计要简单得多,而且体积小,成本低,适用于遥控开关的电源。


电容降压式电源是利用电容在一定交流信号频率下产生的容抗来限制很大的工作电流。当交流电压为220V,频率为50Hz时,电路中电容器的容抗(单位:Ω)为:


流经电容器的充电电流(单位:mA)为:


通过降压电容器提供给负载的电流,实际上是流经电容器的充放电电流。显然,电容器的容量越大,容抗越小,流经电容量的充放电电流越大。当负载电流小于电容器的充放电电流时,多余的电流会流过稳压管。


虽然流过电容器的电流为69.08 mA,但对电容器几乎没有功耗,因为对于理想电容,流过电容的电流是虚部电流,它做的功是无功功率。可见电容降压式电源的效率也是很高的。实验测试表明,该电源电路通电后可输出4.88V的DC电压,AC电压分量小于3mV,输出电流为50mA时电压不低于4.7V,能够满足解码电路的供电要求。

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